发动机尾气排放状态的监测和控制方法、系统及介质与流程

本发明涉及发动机尾气处理技术领域，具体的说，涉及了一种发动机尾气排放状态的监测和控制方法、系统及介质。

背景技术：

随着环境保护的理念日益深入人心，尤其对各种大型发动机的尾气排放处理要求越来越严格。各种发动机尾气在排放前必须经过相应的处理装置，符合排放要求才能排放到空气中。因此，处理装置中的电气控制是不可或缺的，电气控制部分要实现整个处理装置的自动运转，最大程度的减少人为参与，节约人力成本

然而，由于许多应用场合的现场环境比较恶劣，或是需要实时关注处理装置的运转情况，根据处理装置运转的状态及时准确的做出响应。因此在具体的应用场景中，需要考虑旁通阀门开启或闭合的可靠性及准确性，这就需要可靠性高、操作简单的监测和控制方法。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种发动机尾气排放状态的监测和控制方法、系统及介质。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明第一方面提供一种发动机尾气排放状态的监测和控制方法，包括以下步骤：

预配置尾气处理装置管道的入口温度阈值范围、出口温度阈值范围和背压阈值范围；

计算尾气处理装置管道的入口实时温度和出口实时温度，确定尾气处理装置管道的入口实时温度是否处于所述入口温度阈值范围内，以及出口实时温度是否处于所述出口温度阈值范围内，在入口实时温度处于所述入口温度阈值范围内且出口实时温度处于所述出口温度阈值范围内时，建立温度正常标志，在入口实时温度低于所述入口温度阈值范围的最小值且出口实时温度低于所述出口温度阈值范围的最小值时，建立第一温度异常标志，在入口实时温度高于所述入口温度阈值范围的最大值且出口实时温度高于所述出口温度阈值范围的最大值时，建立第二温度异常标志；

计算尾气处理装置管道的实时背压压力，并确定尾气处理装置管道的实时背压压力是否在背压阈值范围内，若是，则建立背压正常标志，否则建立背压异常标志；

读取发动机当前状态信号，当发动机当前状态信号为低电平时，建立发动机运行状态标志，否则清除发动机运行状态标志；读取旁通阀当前状态信号，当旁通阀当前状态信号为低电平时，建立旁通阀闭合状态标志，否则建立旁通阀打开状态标志；

在检测到发动机运行状态标志时，判断发动机是否处于怠速启动阶段，当发动机处于怠速启动阶段时：

响应于获得的旁通阀闭合状态标志、第一温度异常标志和背压正常标志，生成旁通阀第一开启指令，并开始计时；

在到达旁通阀第一开启指令对应的打开时间设定值时，若获得旁通阀打开状态标志、第一温度异常标志和背压正常标志，则生成旁通阀第二开启指令；其中，所述旁通阀第二开启指令对应的打开时间设定值大于所述旁通阀第一开启指令对应的打开时间设定值；

在检测到发动机运行状态标志时，还判断发动机是否处于高速运行阶段，当发动机处于高速运行阶段时：

响应于获得的旁通阀闭合状态标志、温度异常标志和背压异常标志，生成旁通阀第三开启指令，并开始计时；

在到达旁通阀第三开启指令对应的打开时间设定值时，若获得旁通阀开启状态标志、温度异常标志和背压异常标志，则生成旁通阀第四开启指令；其中，所述旁通阀第四开启指令对应的打开时间设定值大于所述旁通阀第三开启指令对应的打开时间设定值；

在发动机处于怠速启动阶段或者高速运行阶段时，响应于获得的旁通阀开启状态标志、第一温度正常标志、第二温度正常标志和背压正常标志时，生成旁通阀闭合指令。

需要说明的是，当尾气处理装置中的温度正常、压力正常、旁通阀开通使尾气未进入处理装置，且发动机处于运行状态，旁通阀闭合的控制信号输出，持续时间为目标设定的控制旁通阀闭合时间；反之，旁通阀打开的控制信号输出，持续时间为目标设定的控制旁通阀打开时间。

本发明第二方面提供一种发动机尾气排放状态的监测和控制系统，所述系统包括：设置用于检测尾气处理装置管道入口温度的第一温度传感器，用于检测尾气处理装置管道出口温度的第二温度传感器，以及用于检测尾气处理装置管道背压压力的压力传感器；所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述压力传感器分别连接发动机控制器，所述发动机控制器控制连接旁通阀，且预先配置旁通阀处于闭合状态；

所述发动机控制器设置温度监测模块、背压监测模块、发动机状态监测模块、旁通阀状态监测模块和阀门控制指令生成模块，预配置尾气处理装置管道的入口温度阈值范围、出口温度阈值范围和背压阈值范围；

所述温度监测模块，用于计算尾气处理装置管道的入口实时温度和出口实时温度，确定尾气处理装置管道的入口实时温度是否处于所述入口温度阈值范围内，以及出口实时温度是否处于所述出口温度阈值范围内，在入口实时温度处于所述入口温度阈值范围内且出口实时温度处于所述出口温度阈值范围内时，建立温度正常标志，在入口实时温度低于所述入口温度阈值范围的最小值且出口实时温度低于所述出口温度阈值范围的最小值时，建立第一温度异常标志，在入口实时温度高于所述入口温度阈值范围的最大值且出口实时温度高于所述出口温度阈值范围的最大值时，建立第二温度异常标志；

所述背压监测模块，用于计算尾气处理装置管道的实时背压压力，并确定尾气处理装置管道的实时背压压力是否在背压阈值范围内，若是，则建立背压正常标志，否则建立背压异常标志；

所述发动机状态监测模块，用于读取发动机当前状态信号，当发动机当前状态信号为低电平时，建立发动机运行状态标志，否则清除发动机运行状态标志；

所述旁通阀状态监测模块，用于读取旁通阀当前状态信号，当旁通阀当前状态信号为低电平时，建立旁通阀闭合状态标志，否则建立旁通阀打开状态标志；

所述阀门控制指令生成模块，用于在检测到发动机运行状态标志时，判断发动机是否处于怠速启动阶段，当发动机处于怠速启动阶段时：响应于获得的旁通阀闭合状态标志、第一温度异常标志和背压正常标志，生成旁通阀第一开启指令，并开始计时；在到达旁通阀第一开启指令对应的打开时间设定值时，若获得旁通阀打开状态标志、第一温度异常标志和背压正常标志，生成旁通阀第二开启指令；

所述阀门控制指令生成模块，还用于在检测到发动机运行状态标志时，还判断发动机是否处于高速运行阶段，当发动机处于高速运行阶段时：响应于获得的旁通阀闭合状态标志、温度异常标志和背压异常标志，生成旁通阀第三开启指令，并开始计时；在到达旁通阀第三开启指令对应的打开时间设定值时，若获得旁通阀开启状态标志、温度异常标志和背压异常标志，生成旁通阀第四开启指令；

所述阀门控制指令生成模块，还用于在发动机处于怠速启动阶段或者高速运行阶段时，响应于获得的旁通阀开启状态标志、第一温度正常标志、第二温度正常标志和背压正常标志，生成旁通阀闭合指令。

本发明第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述发动机尾气排放状态的监测和控制方法的步骤。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说：

1）本发明先建立温度正常标志、第一温度异常标志、第二温度异常标志、背压正常标志、背压异常标志、发动机运行状态标志、旁通阀闭合状态标志、旁通阀打开状态标志，并基于这些标志更新旁通阀门控制信号，从而快速且准确地判断是否输出旁通阀门控制信号，以及输出何种旁通阀门控制信号，以控制旁通阀闭合或打开，减少有毒气体的生成；

2）在输出旁通阀门控制信号，还判断旁通阀是否闭合成功及是否打开成功，以建立旁通阀闭合失败报警标志或者旁通阀打开失败报警标志，防止误操作；

3）使用预先构建的入口温度滤波模型，计算第一滤波结果，再依据温度传感器对应的计算公式，计算第一滤波结果对应的电参量，基于所述电参量和预设传感器曲线获得入口实时温度，从而避免发生原始数据过滤不彻底导致控制信号中残留较多的噪音信号的情况，提高后续阀门控制的准确度。

附图说明

图1是本发明的发动机尾气排放状态的监测和控制方法流程图；

图2是本发明的阀门控制指令生成流程图；

图3是本发明的旁通阀响应状态确认流程图；

图4是本发明的入口实时温度、出口实时温度和实时背压压力计算示意图；

图5是本发明的多功能复用传感器采样电路图；

图6是本发明的电阻型传感器等效采样电路图；

图7是本发明的电流型传感器等效采样电路图；

图8是本发明的电压型传感器等效采样电路图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

如附图1和2所示，一种发动机尾气排放状态的监测和控制方法，包括以下步骤：

准备阶段：

设置用于检测尾气处理装置管道入口温度的第一温度传感器，用于检测尾气处理装置管道出口温度的第二温度传感器，以及用于检测尾气处理装置管道背压压力的压力传感器；所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述压力传感器分别连接发动机控制器，所述发动机控制器控制连接旁通阀，且预先配置旁通阀处于闭合状态；

预配置尾气处理装置管道的入口温度阈值范围、出口温度阈值范围和背压阈值范围；

计算尾气处理装置管道的入口实时温度和出口实时温度，确定尾气处理装置管道的入口实时温度是否处于所述入口温度阈值范围内，以及出口实时温度是否处于所述出口温度阈值范围内，在入口实时温度处于所述入口温度阈值范围内且出口实时温度处于所述出口温度阈值范围内时，建立温度正常标志，在入口实时温度低于所述入口温度阈值范围的最小值且出口实时温度低于所述出口温度阈值范围的最小值时，建立第一温度异常标志，在入口实时温度高于所述入口温度阈值范围的最大值且出口实时温度高于所述出口温度阈值范围的最大值时，建立第二温度异常标志；

计算尾气处理装置管道的实时背压压力，并确定尾气处理装置管道的实时背压压力是否在背压阈值范围内，若是，则建立背压正常标志，否则建立背压异常标志；

读取发动机当前状态信号，当发动机当前状态信号为低电平时，建立发动机运行状态标志，否则清除发动机运行状态标志；读取旁通阀当前状态信号，当旁通阀当前状态信号为低电平时，建立旁通阀闭合状态标志，否则建立旁通阀打开状态标志；

在检测到发动机运行状态标志时，判断发动机是否处于怠速启动阶段，当发动机处于怠速启动阶段时：

响应于获得的旁通阀闭合状态标志、第一温度异常标志和背压正常标志，生成旁通阀第一开启指令，并开始计时；

在到达旁通阀第一开启指令对应的打开时间设定值时，若获得旁通阀打开状态标志、第一温度异常标志和背压正常标志，则生成旁通阀第二开启指令；其中，所述旁通阀第二开启指令对应的打开时间设定值大于所述旁通阀第一开启指令对应的打开时间设定值；

在检测到发动机运行状态标志时，还判断发动机是否处于高速运行阶段，当发动机处于高速运行阶段时：

响应于获得的旁通阀闭合状态标志、温度异常标志和背压异常标志，生成旁通阀第三开启指令，并开始计时；

在到达旁通阀第三开启指令对应的打开时间设定值时，若获得旁通阀开启状态标志、温度异常标志和背压异常标志，则生成旁通阀第四开启指令；其中，所述旁通阀第四开启指令对应的打开时间设定值大于所述旁通阀第三开启指令对应的打开时间设定值；

在发动机处于怠速启动阶段或者高速运行阶段时，响应于获得的旁通阀开启状态标志、第一温度正常标志、第二温度正常标志和背压正常标志时，生成旁通阀闭合指令。

其中，怠速启动阶段指的是，从建立发动机运行状态标志（发动机当前状态信号由无效变为有效）开始，至尾气处理装置管道的入口实时温度由小于入口温度阈值范围的最小值变为处于所述入口温度阈值范围内，出口实时温度由小于入口温度阈值范围的最小值变为处于所述入口温度阈值范围的时间段内。

需要说明的是，图1中的尾气处理装置运转正常指的是尾气处理装置中的背压压力、入口温度和出口温度均在阈值范围内，尾气处理装置运转异常指的是尾气处理装置中的背压压力、入口温度和出口温度至少一项不在阈值范围内；旁通阀状态正常指的是旁通阀门处于正常的闭合状态，闭合反馈有效。

实际应用中，虽然出现发动机运行在其他状态（除了高速运行状态）且检测到入口温度超过入口温度阈值范围的最大值、出口温度超过出口温度阈值范围的最大值、背压超过背压阈值范围的最大值的情况的几率非常小，但是一旦出现上述情况，也需要生成旁通阀开启指令，进行泄压。

可以理解，发动机运行所需要的能量来自于燃料的燃烧，燃烧的充分度和燃烧温度决定了排出尾气的污染度。发动机正常运行状态下，发动机进气温度约在70℃～80℃，排气温度约为600℃～800℃。

在使用中不同的发动机，不同的运行环境，不同的带载量，温度值和背压压力值是不同的；具体的，入口温度阈值范围为30℃～80℃，出口温度阈值为600℃～1000℃，背压阈值范围为0～9000kpa。

发动机运行状态一般是怠速—高速—怠速：在怠速刚启动（发动机由静止到运行的过程）时，气缸进气口温度接近常温（发动机外部环境温度），排气口温度小于600℃（具体温度与发动机的型号、燃烧度和带载情况有关）；此时，气缸内的温度较低，燃气的温度也比较低，燃料燃烧也越不充分，排出的气体含污染物也越多；因此，此时需要打开旁通阀门加大进气量，提高燃料燃烧率；

发动机在高速运行时，随着运行时间的增加，气缸的温度也会越来越高，由于燃烧室内的高温、高压会形成有毒的氮氧化合物nox。当检测到温度和背压压力值大于阈值范围的最大值时也要打开旁通阀门，增加进气口空气的流入，增加燃烧所需的氧气进入量，降低燃烧室内的温度和压力，从而减少有毒气体的生成。

需要说明的是，旁通阀阀门打开或关闭是由电机正转或反转控制的，电机带电时间可设值，在阀门完全打开的时间内，打开时间设定值越大，阀门开度越大。

为了确认旁通阀是否按照控制信号进行响应，在输出旁通阀门控制信号的同时，本实施例还检测旁通阀当前状态信号，根据控制信号的类型及旁通阀当前状态，判断旁通阀是否闭合成功及是否打开成功。

如附图3所示，旁通阀响应状态确认流程为：

在所述发动机控制器输出旁通阀门控制信号时，开始计时；在到达第一时间预设值时，执行：再次采样旁通阀当前状态，判断旁通阀当前状态是否与旁通阀门控制信号对应的旁通阀状态一致；若一致，则判定旁通阀门响应成功，并使发动机控制器停止输出旁通阀门控制信号；否则，经固定时间间隔ｍ1重复执行上述步骤，直至旁通阀门控制信号输出时间结束；在旁通阀门控制信号输出时间结束时，若再次判定旁通阀当前状态与旁通阀门控制信号对应的旁通阀状态不一致，则建立旁通阀门响应失败报警标志；

其中，所述旁通阀门控制信号包括旁通阀第一开启指令、旁通阀第二开启指令、旁通阀第三开启指令、旁通阀第四开启指令和旁通阀闭合指令。

需要说明的是，当旁通阀打开失败报警有效时，控制器不再输出任何控制信号，以免引起误操作；具体包括以下步骤：

确定是否读取到旁通阀门响应失败报警标志，所述旁通阀门响应失败报警标志包括旁通阀打开失败报警标志和旁通阀闭合失败报警标志；

响应于读取到的旁通阀打开失败报警标志，所述发动机控制器停止输出旁通阀第一开启指令、旁通阀第二开启指令、旁通阀第三开启指令和旁通阀第四开启指令；

响应于读取到的旁通阀闭合失败报警标志，所述发动机控制器停止输出旁通阀闭合指令。

本实施例给出了一种递推滤波计算入口实时温度的具体实施方式，如附图4所示；计算尾气处理装置管道的入口实时温度时，执行：

基于预设的温度采样时间间隔（例如，100ms），获取尾气处理装置管道的入口温度原始数据，开启adc转换采样通道，将入口温度原始数据按时间顺序依次放置到指定入口温度缓冲区；

统计已获取到的入口温度原始数据量，在入口温度原始数据量等于预设温度采样滤波系数（例如，8）时，使用预先构建的入口温度滤波模型，计算第一滤波结果d1；根据采集入口实时温度的温度传感器类型选取对应的计算公式，计算第一滤波结果d1对应的电参量，基于所述电参量和预设传感器曲线获得入口实时温度t1；

在得到入口实时温度t1后，开始计时；

在获取到新的入口温度原始数据时，删除所述指定入口温度缓冲区中的第一个入口温度原始数据，将新的入口温度信号放置到指定入口温度缓冲区，重复执行上述入口实时温度计算步骤，对入口实时温度进行更新，直至温度稳定时间延时结束。

具体的，预先构建的入口温度滤波模型为：第一滤波结果d1=（sum-max-min）/（sumnum-2），其中，sum为入口温度原始数据总和，max为入口温度原始数据的最大值，min为入口温度原始数据的最小值，sumnum为采样总数，即预设温度采样滤波系数。

在一种具体实施方式中，预设温度采样滤波系数为8，当采样的入口温度原始数据的个数达到8时，对8个入口温度原始数据即进行滤波处理，在获得第9个入口温度原始数据时，删除把第1个入口温度原始数据，对第2个至第9个数据再次进行滤波处理。

需要说明的是，计算出口实时温度的具体步骤与计算入口实时温度的步骤类似，本实施例在此不再赘述。

本实施例还给出了一种递推滤波计算实时背压压力的具体实施方式，如附4图所示；计算尾气处理装置管道的实时背压压力时，执行：

基于预设的压力采样时间间隔（例如，100ms），获取尾气处理装置管道的背压原始数据，开启adc转换采样通道，将背压原始数据按时间顺序依次放置到指定背压缓冲区；

统计已获取到的背压原始数据量，在背压原始数据量等于预设背压采样滤波系数时，使用预先构建的背压滤波模型，计算第二滤波结果e1，根据采集背压的压力传感器类型选取对应的计算公式，计算第二滤波结果e1对应的电参量，基于所述电参量和预设传感器曲线获得实时背压压力f1；

在得到实时背压压力f1后，开始计时；

在获取到新的背压原始数据时，删除所述指定背压缓冲区中的第一个背压原始数据，将新的背压原始数据放置到指定背压缓冲区，并重复执行上述实时背压压力计算步骤，对实时背压压力进行更新，直至背压稳定时间延时结束。

具体的，预先构建的背压滤波模型与入口温度滤波模型一致，在此不再详述。

本实施例还给出了一种建立发动机运行状态标志的具体实施方式：

读取第一开关量检测结果，若第一开关量检测结果为有效低电平，则判定发动机处于运行状态，建立发动机运行状态标志，开始s1时间段计时，并以固定时间间隔n1依次提取第一开关量检测结果；

若在s1时间段计时结束时，至少一次检测到第一开关量检测结果为有效高电平，则生成清除发动机运行状态标志的指令，并开始s2时间段计时；

提取s2时间段内的第一开关量检测结果直至s2时间段计时结束，若s2时间段内的第一开关量检测结果均为有效高电平，则判定发动机处于停机状态，并执行清除发动机运行状态标志的操作。

可以理解，上述建立发动机运行状态标志的步骤能够有效滤除干扰因素，防止误建立发动机运行状态标志，从而提高阀门控制精确度。

本实施例还给出了一种建立旁通阀闭合状态标志或者旁通阀打开状态标志的具体实施方式：

读取第二开关量检测结果，若第二开关量检测结果为有效低电平，则判定旁通阀处于闭合状态，建立旁通阀闭合状态标志，开始s1＇时间段计时，并以固定时间间隔n1＇依次提取第二开关量检测结果；

若在s1＇时间段计时结束时，至少一次检测到第二开关量检测结果为有效高电平，则生成清除旁通阀闭合状态标志的指令，并开始s2＇时间段计时；

提取s2＇时间段内的第二开关量检测结果直至s2时间段计时结束＇，若s2＇时间段内的第二开关量检测结果均为有效高电平，则判定旁通阀处于打开状态，执行清除旁通阀闭合状态标志的操作，并建立旁通阀打开状态标志。

可以理解，上述建立旁通阀闭合状态标志或者旁通阀打开状态标志的步骤能够有效滤除干扰因素，防止建立错误的旁通阀闭合状态标志或者旁通阀打开状态标志，从而进一步提高阀门控制精确度。

具体的，温度正常标志、第一温度异常标志、第二温度异常标志、背压正常标志、背压异常标志、发动机运行状态标志、旁通阀闭合状态标志和旁通阀打开状态标志可以通过不同的id号来表示，基于这些id号所述发动机控制器快速且准确地判断是否输出旁通阀门控制信号，以及输出何种旁通阀门控制信号；

其中，id号可以用4位二进制数据表示，前两位表示类型，例如，00表示温度，01表示背压，10表示发动机，11表示旁通阀；后两位表示具体状态，例如，0000表示温度正常标志，0001表示第一温度异常标志，0010表示第二温度异常标志，0011预留，0100表示背压正常标志，0101表示背压异常标志，0110与0111预留，1000表示发动机运行状态标志，1001至1011预留，1100表示旁通阀闭合状态标志，1101表示旁通阀打开状态标志，1110和1111预留。

实施例2

在实施例1中的发动机尾气排放状态的监测和控制方法的基础上，本实施例给出了一种发动机尾气排放状态的监测和控制系统；

所述监测和控制系统包括：

设置用于检测尾气处理装置管道入口温度的第一温度传感器，用于检测尾气处理装置管道出口温度的第二温度传感器，以及用于检测尾气处理装置管道背压压力的压力传感器；

所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述压力传感器分别通过多功能复用传感器采样电路连接发动机控制器，所述发动机控制器控制连接旁通阀，且预先配置旁通阀处于闭合状态；其中，多功能复用传感器采样电路如附图5所示，根据所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述压力传感器的传感器类型，控制三极管的状态，使多功能复用传感器采样电路复用为电压型、电阻型或者电流型采样电路；

所述发动机控制器设置温度监测模块、背压监测模块、发动机状态监测模块、旁通阀状态监测模块和阀门控制指令生成模块，预配置尾气处理装置管道的入口温度阈值范围、出口温度阈值范围和背压阈值范围；

所述温度监测模块，用于计算尾气处理装置管道的入口实时温度和出口实时温度，确定尾气处理装置管道的入口实时温度是否处于所述入口温度阈值范围内，以及出口实时温度是否处于所述出口温度阈值范围内，在入口实时温度处于所述入口温度阈值范围内且出口实时温度处于所述出口温度阈值范围内时，建立温度正常标志，在入口实时温度低于所述入口温度阈值范围的最小值且出口实时温度低于所述出口温度阈值范围的最小值时，建立第一温度异常标志，在入口实时温度高于所述入口温度阈值范围的最大值且出口实时温度高于所述出口温度阈值范围的最大值时，建立第二温度异常标志；

所述背压监测模块，用于计算尾气处理装置管道的实时背压压力，并确定尾气处理装置管道的实时背压压力是否在背压阈值范围内，若是，则建立背压正常标志，否则建立背压异常标志；

所述发动机状态监测模块，用于读取发动机当前状态信号，当发动机当前状态信号为低电平时，建立发动机运行状态标志，否则清除发动机运行状态标志；

所述旁通阀状态监测模块，用于读取旁通阀当前状态信号，当旁通阀当前状态信号为低电平时，建立旁通阀闭合状态标志，否则建立旁通阀打开状态标志；

所述阀门控制指令生成模块，用于在检测到发动机运行状态标志时，判断发动机是否处于怠速启动阶段，当发动机处于怠速启动阶段时：响应于获得的旁通阀闭合状态标志、第一温度异常标志和背压正常标志，生成旁通阀第一开启指令，并开始计时；在到达旁通阀第一开启指令对应的打开时间设定值时，若获得旁通阀打开状态标志、第一温度异常标志和背压正常标志，生成旁通阀第二开启指令；

所述阀门控制指令生成模块，还用于在检测到发动机运行状态标志时，还判断发动机是否处于高速运行阶段，当发动机处于高速运行阶段时：响应于获得的旁通阀闭合状态标志、温度异常标志和背压异常标志，生成旁通阀第三开启指令，并开始计时；在到达旁通阀第三开启指令对应的打开时间设定值时，若获得旁通阀开启状态标志、温度异常标志和背压异常标志，生成旁通阀第四开启指令；

所述阀门控制指令生成模块，还用于在发动机处于怠速启动阶段或者高速运行阶段时，响应于获得的旁通阀开启状态标志、第一温度正常标志、第二温度正常标志和背压正常标志，生成旁通阀闭合指令。

需要说明的是，所述监测和控制系统是一个单独的控制系统，跟发动机控制器系统不同，发动机控制器主要是关注发动机运行的状态并输出命令来控制发动机；本实施例的监测和控制系统是监测发动机的运行状态，但仅仅做为一个参考，主要判断依据是尾气处理系统的反馈状态。

具体的，若所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述压力传感器为电阻型传感器，则传感器输出信号类型为电阻，图6中的直流供电vref与r3、r5、rs形成回路，可求出回路中的电流is，is=（u1-u2）/（r3+r5），根据欧姆定律：rs=u2/is；则电阻型传感器对应的计算公式rs=u2/（（u1-u2）/（r3+r5）），其中u1、u2通过单片机采样得到；此时，rs为（入口温度、出口温度或者背压）原始数据。

若所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述压力传感器为电流型传感器，则传感器输出信号类型为电流，图7中输入电流源与r5组成电流回路，根据欧姆定律：电流型传感器对应的计算公式is=（u2-u1）/r5；其中u1、u2通过单片机采样得到；is为（入口温度、出口温度或者背压）原始数据。

若所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述压力传感器为电压型传感器，则传感器输出信号类型为电压，图8中，0v为单片机输出低电平，电压型传感器对应的计算公式us=2*u2，其中u2通过单片机采样得到，us为（入口温度、出口温度或者背压）原始数据。例如，若预设传感器曲线vout=（0.8dp+10）/100；vout为输出信号，范围0-5v，对应0-100kpa的压力测量；根据曲线选取8点，当vout=0.1，dp=0；即检测到当前传感器输出为0.1v，压力为0。

需要说明的是，建立温度正常标志、第一温度异常标志、第二温度异常标志、背压正常标志、背压异常标志、旁通阀闭合状态标志、旁通阀打开状态标志，需要建立判定依据的目标值：温度正常输出目标值、温度异常输出目标值、背压正常输出目标值、背压异常输出目标值和旁通阀开关控制目标值；

温度正常输出目标值包括入口温度阈值范围、出口温度阈值范围、度稳定时间延时、以及发动机是否运行的检测结果，温度异常输出目标值包括入口温度阈值范围、出口温度阈值范围、温度稳定时间延时值、以及发动机是否运行的检测结果，背压正常输出目标值包括背压阈值范围和背压稳定延时值，背压异常输出目标值包括背压阈值范围和背压稳定延时值，旁通阀开关控制目标值包括控制旁通阀闭合时间、控制旁通阀打开时间和旁通阀转换等待时间。

在一种具体实施方式中，所述温度监测模块，建立温度正常标志、第一温度异常标志和第二温度异常标志时，执行：

采样温度传感器输出的原始数据，计算入口实时温度、出口实时温度的当前值；经过稳定时间延时，与目标值（入口温度阈值范围、出口温度阈值）进行比较，判断尾气处理装置运转是否异常；若在正常输出目标值范围内（在入口温度阈值范围、出口温度阈值范围内），则发动机运转时温度正常，建立温度正常标志，若在温度异常输出目标值范围内（在入口温度阈值范围、出口温度阈值范围外），认为温度异常，建立第一温度异常标志或者第二温度异常标志。

在一种具体实施方式中，所述背压监测模块，建立背压正常标志、背压异常标志时，执行：

采样压力传感器输出的原始数据，计算实时背压压力的当前值；经过稳定时间延时，与目标值（背压阈值范围）进行比较，判断尾气处理装置运转是否异常；若在正常输出目标值范围内（背压阈值范围内），则发动机运转时压力正常，建立背压正常标志，若在压力异常输出目标值范围内（在背压阈值范围外），则认为压力异常，建立背压异常标志。

在一种具体实施方式中，所述旁通阀状态监测模块，建立旁通阀闭合状态标志、旁通阀打开状态标志时，执行：

建立第二开关量输入检测，采样旁通阀当前状态，当获取到低电平时，建立旁通阀闭合状态标志；当建立好旁通阀闭合状态标志后，以固定间隔50ms去检测有效电平，如果1s内，有一次检测到有效高电平，则清除旁通阀闭合状态标志，重新等待1s内持续获取高电平状态，如果1s内都获取有效高电平，则认为当前旁通阀已打开，建立旁通阀打开状态标志。

由于应用现场设备较多，不可避免会产生干扰问题，当获取到低电平时，建立旁通阀闭合状态标志之前，还执行：当第一次获取低电平时，延时50ms，再次获取低电平则认为一次有效低电平，再建立旁通阀闭合状态标志，从而有效去除误判干扰。

在一种具体实施方式中，所述发动机状态监测模块，建立发动机运行状态标志时，执行：

建立第一开关量输入检测，采样发动机当前状态，当获取到低电平时，建立发动机运行状态标志；当建立好发动机运行状态标志后，以固定间隔50ms去检测有效电平，如果1s内，有一次检测到有效高电平，则清除发动机运行状态标志，重新等待1s内持续获取高电平状态，如果1s内都获取有效高电平，则认为当前发动机已停机，清除发动机运行状态标志。

进一步的，所述发动机尾气排放状态的监测和控制系统还包括旁通阀响应状态确认模块，用于在输出旁通阀门控制信号时，开始计时；在到达第一时间预设值时，再次采样旁通阀当前状态，判断旁通阀当前状态是否与旁通阀门控制信号对应的旁通阀状态一致；若一致，则判定旁通阀门响应成功，并使发动机控制器停止输出旁通阀门控制信号；否则，经固定时间间隔ｍ1重复执行上述步骤，直至旁通阀门控制信号输出时间结束；在旁通阀门控制信号输出时间结束时，若再次判定旁通阀当前状态与旁通阀门控制信号对应的旁通阀状态不一致，则建立旁通阀门响应失败报警标志；

其中，所述旁通阀门控制信号包括旁通阀第一开启指令、旁通阀第二开启指令、旁通阀第三开启指令、旁通阀第四开启指令和旁通阀闭合指令。

实际应用中，旁通阀门控制信号输出时间，根据经验进行设置并可进行适应性调节。

可以理解，输出旁通阀门控制信号的同时，还需要检测旁通阀当前状态信号，根据控制信号的类型及旁通阀当前状态，判断旁通阀是否闭合成功及是否打开成功。

在一种具体实施方式中，所述旁通阀响应状态确认模块，判断旁通阀是否闭合成功及是否打开成功的具体步骤为：

在旁通阀闭合指令输出后，若检测到旁通阀处于闭合状态，则停止输出旁通阀闭合指令，判定旁通阀闭合成功；当检测到旁通阀处于打开状态，则延时50ms循环检测，当控制信号输出时间结束时，仍未检测到旁通阀闭合信号，则建立旁通阀闭合失败报警标志；

旁通阀打开控制信号输出后，当检测到旁通阀打开状态时，控制信号停止输出，打开成功；当检测到旁通阀为闭合状态，延时50ms循环检测，当控制信号输出时间结束时，仍未检测到旁通阀打开信号，则建立旁通阀打开失败报警标志。

特别的，当旁通阀打开失败报警有效时，控制器不再输出任何控制信号，以免引起误操作。

特别的，所述旁通阀闭合失败报警标志和所述旁通阀打开失败报警标志需手动解除。

实施例3

本实施例给出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述发动机尾气排放状态的监测和控制方法的步骤。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，上述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

上述集成的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的计算机程序可存储于计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，上述计算机程序包括计算机程序代码，上述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。